12.2 滑轮（专题训练）【八大题型】（解析版）

122 滑轮（专题训练）【八大题型】 一．定滑轮及其工作特点（共6 小题） 二．动滑轮及其工作特点（共6 小题） 三．动滑轮拉力的计算（共5 小题） 四．研究定滑轮和动滑轮的特点（共3 小题） 五．滑轮组及其工作特点（共3 小题） 六．轮轴及其他常见简单机械（共6 小题） 七．滑轮组的设计与组装（共5 小题） 八．滑轮组中的相关计算（共12 小题） 一．定滑轮及其工作特点（共6 小题） 1．（2023 秋•沛县校级期末）操场上的升旗杆顶部有一个定滑轮，它的作用是（ ） ．省力 B．省距离 ．既省力又省距离 D．改变力的方向 【答】D 【解答】解：旗杆上的滑轮是定滑轮，使用定滑轮的优点是可以改变力的方向，但不能 省力。 故选：D。 2．（2023 秋•临渭区校级月考）中华民族五千年传统文化源远流长！我国古代聪慧的劳动 人民就能巧妙地应用简单机械。如图所示，安装在护城河旁城墙顶端的滑轮（ ） ．既不省力，也不能改变施力方向 B．虽不省力，但能改变施力方向 ．既省力，又能改变施力方向 D．虽省力，但不能改变施力方向 【答】B 【解答】解：安装在护城河旁城墙顶端的滑轮使用时，轴的位置固定不动，是一个定滑 轮，它可以改变力的方向，但不能省力，同时也不能省距离。故D 错误，B 正确。 故选：B。 3．（2023 春•定州市期末）如图所示实验装置，水平地面上的甲物体重20，乙物体重15， 静止时不计弹簧测力计自重，则弹簧测力计的示数和甲对地面的压力为（ ） ．20 20 B．15 20 ．0 5 D．15 5 【答】D 【解答】解：乙由于自身的重力对弹簧测力计施加了一个向右的15 的拉力， 因弹簧测力计处于静止状态，水平方向上受到的力是一对平衡力， 所以，甲也对弹簧测力计施加了一个15 的拉力，则弹簧测力计的示数F＝15； 甲受到竖直向上的拉力、竖直向上的支持力和竖直向下的重力，这三个力是平衡力， 所以，受到的支持力： F 支持＝G 乙﹣F＝20 15 ﹣ ＝5， 因支持力和压力是一对相互作用力，大小相等， 所以，甲对地面的压力：F 压＝F 支持＝5。 故选：D。 4．（2023•湖北开学）如图所示，工人站在地面上利用滑轮将建筑材料提升到楼上。下列 说法正确的是（ ） ．此滑轮是定滑轮，可以省力 B．此滑轮是定滑轮，不能省力 ．此滑轮是动滑轮，可以省力 D．此滑轮是动滑轮，不能省力 【答】B 【解答】解：由图可知，此滑轮轴的位置固定不动，所以是定滑轮；定滑轮不能省力， 但是可以改变力的方向。选项、、D 错误，B 正确。 故选：B。 5．（2022 秋•淮安区期末）如图所示，夏天为遮阳，窗前挂有竹帘，其顶部安装的是两个 定 滑轮，这种滑轮的作用是 改变力的方向 。 【答】见试题解答内容 【解答】解：由图可知，两个滑轮的轮轴都是固定在墙壁上的，所以两个滑轮应该都是 定滑轮； 使用定滑轮的特点是不省力，但可以改变力的方向。 故答为：定；改变力的方向。 6．（2023 秋•相城区校级月考）如图所示健身运动的过程中，物体的质量为4kg，滑轮摩 擦不计。当向下摆动脚腕使细绳拉着物体缓慢（匀速）提升时，该装置实际上是 定 滑轮，该滑轮的优点是 改变力的方向 。若脚腕将物体匀速提起03m，则对物体所 做的功为 12 。（g 取10/kg） 【答】定；改变力的方向；12。 【解答】解：健身运动的过程中，滑轮是定滑轮，所以脚腕对细绳拉力的方向在改变、 大小不变； 脚腕将物体提起03m，所做的功是＝G＝mg＝4kg×10/kg×03m＝12。 故答为：定；改变力的方向；12。 二．动滑轮及其工作特点（共6 小题） 7．（2023 春•泰山区校级月考）生活中，我们经常看到如图所示的起重机工作，它可以将 很重的物体吊起并放到适当的地方，下列说法正确的有（忽略空气作用）（ ） ．起重机工作时，放下支脚是为了增大压强 B．起重机钢绳下的动滑轮是为了省力 ．起重机的起重臂相当于省力杠杆 D．起重臂水平匀速转动的过程中，它也对重物做了功 【答】B 【解答】解：、起重机工作时，放下支脚是为了增大受力面积，减小压强，故错误； B、起重机钢绳下的动滑轮是为了省力，故B 正确； 、起重机的起重臂的动力臂比阻力臂短，相当于费力杠杆，故错误； D、起重臂水平匀速转动的过程中，在重力的方向上没有移动距离，对重物不做功，故 D 错误。 故选：B。 8．（2023 春•浦东新区校级月考）使用一个滑轮匀速提起重物时，下列关于绳子所受的拉 力F 与物体重力G 的关系判断中，一定错误的是（不计滑轮的重力及绳子与滑轮间的摩 擦）（ ） ．F＝ B．F＝G ．F＜G D．F＝ 【答】D 【解答】解：不计滑轮的重力及绳子与滑轮间的摩擦时，使用定滑轮不省力，F＝G； 若使用动滑轮则省一半的力，F＝ G，所以在正确使用滑轮匀速提起重物时，F 不可能 大于G，故一定错误的是：D。 故选：D。 9．（2023 春•潞州区校级期中）如图，这是创新小组设计的一种垃圾投放装置的示意图， 人向下拉吊把就能打开垃圾桶桶盖，非常方便、卫生。下列说法正确的是（ ） ．该装置中左边的滑轮属于定滑轮，右边的滑轮属于动滑轮 B．该装置中的两个滑轮都属于动滑轮 ．使用该装置中的滑轮可以改变力的方向 D．绳子拉起桶盖时，桶盖可视为费力杠杆 【答】 【解答】解：B、装置中的两个滑轮在使用时轴的位置固定不动，都是定滑轮，故B 错 误； 、装置中的定滑轮可以改变力的方向，故正确； D、绳子拉起桶盖时，动力臂大于阻力臂，桶盖可视为省力杠杆，故D 错误。 故选：。 10．（2023 春•三明期末）如图，工人借用动滑轮匀速提升重物，这样做（ ） ．省力，不改变用力的方向 B．省力，同时也可以省距离 ．不省力，改变用力的方向 D．不省力，也不改变用力的方向 【答】 【解答】解：图中的滑轮是动滑轮，使用时可以省力，不能改变力的方向，费距离，故 符合题意，BD 不符合题意。 故选：。 11．（2024•振兴区校级开学）如图所示，一滑轮下端悬吊一个重50 的物体，在拉力F 的 作用下使物体在2s 内上升了2m，则拉力F＝ 100 ，动滑轮上升的速度是v＝ 05 m/s。（不计滑轮、绳的重力和摩擦） 【答】100；05。 【解答】解：根据图示可知：该滑轮是动滑轮的一种特殊使用方法，根据动滑轮的特点 可知：F＝2G，则F＝2×50＝100； F 移动的距离是物体移动距离的二分之一，则滑轮在2s 内移动的距离为1m，故动滑轮 上升的速度：v＝ ＝ ＝05m/s； 故答为：100；05。 12．（2023 春•赵县期末）一辆汽车陷进了泥潭，司机按如图所示方式安装滑轮，将汽车 从泥潭中拉出，此滑轮为 动 （选填“定”或“动”）滑轮，使用它可以 省力 （选填“省力”或“省功”）；若汽车重为10×104，若所受阻力为车重的008 倍，则匀 速拉动时的汽车牵引力是 800 ，不计滑轮重、绳重及机械内部的摩擦，则绳端拉力 F 为 400 。 【答】动；省力；800；400。 【解答】解：如图所示，图中的滑轮是动滑轮，可以省力；汽车所受阻力为车重的008 倍，f＝008G＝008×10×104＝800＝F 牵；使用动滑轮可以省一半力，不计滑轮重、绳重 及机械内部的摩擦，图中绳端拉力：F＝f＝ ×800＝400，则绳子的拉力F 为400。 故答为：动；省力；800；400。 三．动滑轮拉力的计算（共5 小题） 13．（2023 春•长沙期末）如图所示的三个滑轮分别拉同一物体沿同一水平地面做匀速直 线运动，所用的拉力分别为F1、F2、F3，那么，下列关系式中正确的是（ ）（不计 滑轮重和绳子与滑轮之间的摩擦） ．F2＜F1＜F3 B．F1＜F2＜F3 ．F2＞F1＞F3 D．F1＞F2＞F3 【答】 【解答】解：不计滑轮重和绳子与滑轮之间的摩擦： 假设物块与地面的摩擦力为f， 左滑轮为定滑轮，F1处于绳端，所以F1＝f； 中滑轮为动滑轮，F2处于绳端，则F2＝ f； 右滑轮为动滑轮，滑轮、物体匀速运动，滑轮受到向左的力2f 等于向右的拉力F3，即 F3＝2f； 故F2＜F1＜F3； 故选：。 14．（2022 秋•渭南期末）如图所示，物体所受的重力为130，滑轮所受的重力是10，当整 个装置静止时，弹簧测力计的读数是34，不计绳重及滑轮摩擦，物体B 所受的重力是 （ ） ．24 B．60 ．12 D．7 【答】 【解答】解：由题知，弹簧测力计的示数为34，滑轮重10，滑轮两侧绳子的拉力是相 等的，B 悬空且处于静止状态，由二力平衡条件可得绳子的拉力F＝GB， 由力的平衡条件可得：2F+G 轮＝2GB+G 轮＝F 弹， GB＝ ＝ ＝12。 故选：。 15．（2023 春•井研县期末）如图所示，物体在拉力F 的作用下向右做匀速直线运动，若 地面对物体的摩擦力大小为8，则弹簧测力计的示数和拉力F 的大小分别为（不计绳与 滑轮的摩擦）（ ） ．8，4 B．8，24 ．8，16 D．4，8 【答】 【解答】解：（1）因物体做匀速直线运动，则作用在物体上的拉力F 拉＝f＝8，F 示＝F 拉＝8。 （2）如图所示，此时的动滑轮相当于阻力臂是动力臂2 倍的杠杆，作用在动滑轮轴上 的拉力：F＝2f＝2×8＝16。 故选：。 16．（2023 春•富川县期末）如图所示，物体的重力是100，装置是 动 滑轮，滑轮、 绳的重力及摩擦不计，工人拉绳端的力为 50 。 【答】动；50。 【解答】解：图中的滑轮随物体一起运动，此装置是动滑轮，可以省一半的力； 因为滑轮和绳的重力、摩擦均不计，所以拉力F＝ G＝ ×100＝50 故答为：动；50。 17．（2023 春•郸城县校级月考）一辆汽车陷进了泥潭，司机按如图所示的方式安装滑轮， 将汽车从泥潭中拉出，使用此滑轮可以 省力 （选填“省力”或“省距离”）；若 汽车重为10×104，所受阻力为车重的 ，不计滑轮重、绳重及机械内部的摩擦，则绳 端拉力为 400 ，汽车受到的拉力为 800 。 【答】省力；400；800。 【解答】解：如图所示，图中的滑轮是动滑轮，可以省力； 匀速拉动汽车时，汽车受到的拉力F 车＝f＝ G＝ ×10×104＝800； 使用动滑轮可以省一半力，不计滑轮重、绳重及机械内部的摩擦， 图中绳端拉力：F 绳＝f＝ ×800＝400。 故答为：省力；400；800。 四．研究定滑轮和动滑轮的特点（共3 小题） 18．（2023 春•西山区校级月考）在研究定滑轮和动滑轮特点时做了如图所示实验，货物 重50，若不计轮重、绳重和摩擦，将货物匀速向上拉动1m，则图甲中拉力F＝ 50 ，绳自由端下降 1 m；则图乙中拉力F＝ 25 ，绳自由端上升 2 m。 【答】50；1；25；2。 【解答】解：（1）图甲中，滑轮为定滑轮，若不计轮重、绳重和摩擦，则拉力F＝G＝ 50，绳自由端下降距离：s＝＝1m； （2）图乙，滑轮为动滑轮，若不计轮重、绳重和摩擦，则拉力F′＝ G＝ ×50＝25， 绳自由端上升距离：s′＝2＝2×1m＝2m； 故答为：50；1；25；2。 19．（2023 春•金乡县月考）如图所示是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装 置，他按图示提起钩码时注意保持弹簧测力计匀速移动，分别测得数据如表所示： 钩码重G/ 钩码升高高度/m 测力计示数F/ 测力计移动距离s/m 甲 098 02 098 02 乙 098 02 102 02 丙 098 02 055 04 请你分析： （1）比较弹簧测力计示数的大小，可知：使用动滑轮的好处是 可以省力 ； （2）比较弹簧测力计拉力的方向，可知：使用定滑轮的好处是 可以改变力的方向 ； （3）把钩码升高相同的高度，比较乙和丙实验弹簧测力计移动的距离，可知：使用动 滑轮 费距离 ； （4）根据丙实验的数据可计算出动滑轮的自重为 012 （不计摩擦和绳重）。 【答】（1）可以省力； （2）可以改变力的方向； （3）费距离； （4）012。 【解答】解：（1）实验数据F＝055，G＝098，比较可知：使用动滑轮的好处是可以省 力。 （2）定滑轮的实质是一个等臂杠杆，故可以改变力的方向。 （3）比较乙和丙实验弹簧测力计移动的距离，丙的移动距离大于乙的移动距离，故使 用动滑轮比较费距离，这个也是功的原理（使用任何机械都不省功）的要求。 （4）不计绳重和摩擦，满足 F＝ ，代入数据，G 动＝012。 故答为：（1）可以省力； （2）可以改变力的方向； （3）费距离； （4）012。 20．（2023 春•郸城县月考）小明通过如图所示装置进行实验，探究滑轮的特点。 次数 物重G/ 测力计的示数F/ 1 1 065 2 150 090 3 200 115 （1）研究定滑轮特点时，小明做的实验如图所示；据此可证明：使用定滑轮不省力， 但可以改变 力的方向 。他通过进一步分析还发现，定滑轮本质上是一个 等臂 杠杆。 （2）在探究动滑轮时，按照图操作测绳端拉力时，应尽量竖直向上 匀速 拉动弹簧 测力计，且在 拉动 （选填“静止”或“拉动”）时读数；记录数据如上表，分析 数据发现，测力计的示数F 大于物重G 的一半，与课本结论存在差异，其原因是 动 滑轮也有重力 。请给出一条减小此差异的建议： 选用较轻的动滑轮做实验 。 【答】（1）力的方向；等臂；（2）匀速；拉动；动滑轮也有重力；选用较轻的动滑轮 做实验。 【解答】解：（1）定滑轮既不省力，也不费力，但可以改变力的方向，支点在转轴上， 动力臂和阻力臂都等于半径，其实质是一个等臂杠杆； （2）在实验中，拉力应尽量竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使整个装置处于平衡状态， 以利用二力平衡的条件，且在拉动时，读出测力计的示数； 分析表中数据发现，测力计的示数F 大于物重G 的一半，原因是动滑轮也有重力；减小 此差异的建议：选用较轻的动滑轮做实验。 故答为：（1）力的方向；等臂；（2）匀速；拉动；动滑轮也有重力；选用较轻的动滑 轮做实验。 五．滑轮组及其工作特点（共3 小题） 21．（2023 秋•溧阳市期末）如图所示，取两根光滑轻质木棍，将轻质绳子的一端系在其 中一根棍子上，再按图示绕法依次绕过两根木棍，小明和小华分别紧握木棍，小红以拉 力F 匀速拉动绳子的末端，两根棍子靠拢。下列说法中正确的是（ ） ．两根棍子靠拢的速度大于小红拉绳端的速度 B．两根棍子靠拢的速度等于小红拉绳端的速度 ．小明受到绳子的拉力小于小华受到绳子的拉力 D．小明受到绳子的拉力等于小华受到绳子的拉力 【答】 【解答】解：B、在棍子的中部绕几圈，它的实质是一个滑轮组，小红拉绳端相当于自 由端，一根木棍相当于定滑轮，另一根相当于动滑轮，在滑轮组中，自由端移动的速度 大于物体移动的速度，故B 错误； D、由图可知小明那端木棍有6 段绳子相连，因此小明受到的拉力为6F，小华那端木棍 有7 段绳子相连，因此小华受到的拉力为7F，所以小明受到绳子的拉力小于小华受到绳 子的拉力，故正确，D 错误。 故选：。 22．（2023 春•望江县期末）如图所示，该装置处于静止状态。若不计滑轮重、绳重及一 切摩擦，物体的重力分别为G1和G2，则G1：G2等于（ ） ．1：2 B．2：1 ．1：1 D．无法判断 【答】 【解答】解：不计滑轮重、绳重及一切摩擦， 如图，此滑轮组由一个定滑轮和一个动滑轮组成，物体G2由两段绳子承担，所以F＝ G2，拉力F 绕过一个定滑轮，定滑轮不省力，故F＝G1， 所以，G1＝ G2， 所以，G1：G2＝1：2。 故选：。 23．（2023 春•萧县校级月考）如题图所示，小华骑自行车在水平路面上匀速运动。下列 说法正确的是（ ） ．自行车前后的两个齿轮和链条组成滑轮组 B．停止蹬车后车会慢慢停下，说明运动需要力来维持 ．小华的重力和自行车对小华的支持力是一对平衡力 D．小华对自行车的压力和地面对自行车的支持力是一对平衡力 【答】 【解答】解：．自行车前后的两个齿轮和链条组成的是一种传动机构，不是滑轮组。故 错误； B．停止蹬车后，自行车受到阻力作用会停下来，说明力是改变物体运动状态的原因， 故B 错误； ．小华所受重力与自行车对他的支持力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，且都 作用在小华身上，是一对平衡力，故正确； D．小华对自行车的压力和地面对自行车的支持力大小不相等，不是一对平衡力，故D 错误。 故选：。 六．轮轴及其他常见简单机械（共6 小题） 24．（2023 春•曲阳县期末）关于汽车所涉及的物理知识，下列说法错误的是（ ） ．汽车的底盘质量都较大——可以降低汽车的重心，增加汽车行驶时的稳度 B．汽车急刹车（减速）时，司机踩刹车——力是改变物体运动状态的原因 ．汽车前进的动力——地面对主动轮的摩擦力方向向后 D．汽车的方向盘是轮轴 【答】 【解答】解：、汽车的底盘质量都较大，﹣﹣﹣﹣可以降低汽车的重心，增加汽车行驶 时的稳度，说法正确不符合题意； B、汽车急刹车（减速）时，司机踩刹车﹣﹣﹣增大车轮受到的摩擦力阻力，使得运动 状态改变，则说明力是改变物体运动状态的原因，B 说法正确，不符合题意； 、汽车前进的动力﹣﹣﹣地面对主动轮的摩擦力方向向前，说法错误，符合题意； D、汽车简单机械的应用：方向盘、车轮，都是轮轴，说D 法正确，不符合题意； 故选：。 25．（2023 春•武侯区期末）如图所示，利用相同材质的斜面将质量相同的货物通过甲、 乙、丙、丁四种方式匀速推上车厢。已知乙、丁的货箱底部装有轻质小轮（质量不计）， 斜面倾角α ＜β 。对比四次搬运货物的过程，最费力的方式是（ ） ．甲 B．乙 ．丙 D．丁 【答】 【解答】解：甲、乙、丙、丁四种方式中，货箱装滑轮的、斜面长的最省力，所以丁中 的方式最省力，货箱没有装滑轮、斜面短的最费力，丙中的方式最费力。 故选：。 26．（2023•仪征市二模）如图所示，＞B，把同一物体分别沿光滑斜面、B 以相同的速度 匀速推上顶端，推力分别为F1、F2，功率分别为P1、P2，则（ ） ．F1＜F2 P1＝P2 B．F1＜F2 P1＜P2 ．F1＝F2 P1＝P2 D．F1＜F2 P1＞P2 【答】B 【解答】解： （1）不计摩擦，＞B，则可知斜面的倾斜角度小于B，所以物体沿运动时推力较小，即 F1＜F2； （2）已知物体运动的速度相同，F1＜F2，根据公式P＝ ＝ ＝Fv 可知，沿运动时推 力F1做功的功率较小，即P1＜P2； 通过以上分析可知B 正确。 故选：B。 27．（2024•黔东南州模拟）如图甲所示是某一